EP3004618A1 - Brennkraftmaschine - Google Patents

Brennkraftmaschine

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EP3004618A1
EP3004618A1 EP14718321.4A EP14718321A EP3004618A1 EP 3004618 A1 EP3004618 A1 EP 3004618A1 EP 14718321 A EP14718321 A EP 14718321A EP 3004618 A1 EP3004618 A1 EP 3004618A1
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EP
European Patent Office
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combustion engine
exhaust gas
internal combustion
cover
space
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP14718321.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Markus KNÜTTGEN
Johannes KLOSTERBERG
Stephan SCHLUCH
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Deutz AG
Original Assignee
Deutz AG
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Publication date
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F02M26/02—EGR systems specially adapted for supercharged engines
    • F02M26/09—Constructional details, e.g. structural combinations of EGR systems and supercharger systems; Arrangement of the EGR and supercharger systems with respect to the engine
    • F02M26/10—Constructional details, e.g. structural combinations of EGR systems and supercharger systems; Arrangement of the EGR and supercharger systems with respect to the engine having means to increase the pressure difference between the exhaust and intake system, e.g. venturis, variable geometry turbines, check valves using pressure pulsations or throttles in the air intake or exhaust system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02M26/29—Constructional details of the coolers, e.g. pipes, plates, ribs, insulation or materials
    • F02M26/30—Connections of coolers to other devices, e.g. to valves, heaters, compressors or filters; Coolers characterised by their location on the engine
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    • F02B75/16—Engines characterised by number of cylinders, e.g. single-cylinder engines
    • F02B75/18—Multi-cylinder engines
    • F02B75/22—Multi-cylinder engines with cylinders in V, fan, or star arrangement

Definitions

  • the invention relates to a multi-cylinder internal combustion engine with V-shaped rows of cylinders.
  • Such internal combustion engines are known, for.
  • a water-cooled reciprocating internal combustion engine with V-arrangement of the cylinder rows in which in the Y-space bounded by the cylinder rows, a fuel injection pump is provided and on the front side of this space an axial Coolant blower is located, wherein the axial cooling air blower two arranged in the region of the upper boundary of the V-space flat, along the rows of cylinders horizontally extending water radiator acts, the water cooler limit the lying between the rows of cylinders V-shaped space upwards and in so far apart from each other that the fuel injection pump is easily accessible through the opening closable with a cover plate.
  • DE 197 36 500 A1 discloses a multi-cylinder internal combustion engine with cylinder rows arranged in V-shape, with exhaust gas recirculation and with an air supply housing provided in the V space and with at least one heat exchanger, furthermore with an exhaust gas turbocharger assigned to each cylinder row, in which case Air supply housing, a heat exchanger as an oil cooler and another heat exchanger are used as exhaust gas recirculation cooler in the V-space of the internal combustion engine.
  • Air supply housing, a heat exchanger as an oil cooler and another heat exchanger are used as exhaust gas recirculation cooler in the V-space of the internal combustion engine.
  • the object of the invention is achieved by a multi-cylinder internal combustion engine with V-shaped rows of cylinders, with fuel injection system, with exhaust gas recirculation and at least one cover for covering the V-space, comprising at least one exhaust gas recirculation cooler, at least one flutter valve, at least one exhaust gas recirculation (EGR) Valve as well as the corresponding media-carrying channels.
  • EGR exhaust gas recirculation
  • a further development according to the invention provides that the exhaust gas recirculation cooler is connected to the water cycle of the internal combustion engine.
  • the advantages lie in the utilization of an existing cooling medium, which leads to a simultaneous assembly and service simplification.
  • a further development according to the invention provides that the high-pressure fuel injection system is arranged in the V-space.
  • the arrangement of the common rail system which in the meantime has been subjected to overpressure under the cover hood in the V-space, offers additional space-saving advantages in terms of safety, since the cover can protect the operator from injury in the event of a leak.
  • Figure 1 is a plan view of the cover of the internal combustion engine
  • Figure 2 is a representation of the cover on the internal combustion engine above the thermostat housing
  • Figure 4 is a representation of the cover of the internal combustion engine from below
  • Figure 5 shows a section through the cover of the internal combustion engine.
  • Figure 1 shows a plan view of the cover 1 of the internal combustion engine.
  • the cover 1 is provided with a service flap 12 in order to ensure the accessibility of the components in the V-space of the internal combustion engine and to easily enable component inspection or maintenance. Due to the plug-in system according to the invention, the cover 1 is easy to remove in case of service. For system ventilation bleed screws 13 are provided.
  • FIG. 2 shows a representation of the cover hood on the internal combustion engine above the thermostat housing 10 with the service cover 12 open.
  • Figure 3 discloses a representation of the cover on the internal combustion engine with EGR valve with servomotor 4, in which the exhaust gas is supplied via a line 6 from the exhaust gas turbocharger console 7.
  • FIG. 4 shows the cover hood of the internal combustion engine from below.
  • the modular exhaust gas cooler consists of cooler cassette 2, flutter valve 3 and EGR valve with servomotor 4, see Figure 3, the space-saving and with all the associated media-carrying channels 5, see Figure 5, are integrated in a cover.
  • Cover 1 provides all interfaces for these necessary functional components. supply.
  • the function of the step protection or protection against environmental influences of sensitive engine components in the V-space including the settled injection system in diesel engines is realized by the cover 1 in this way.
  • the exhaust gas supply takes place according to Figure 3 via a line 6 from the exhaust gas turbocharger console 7, the gas outlet takes place per cylinder bank via a plug connection 8 in the suction pipes.
  • the coolant supply to the hood takes place by means of plug-in connections 9.
  • the cooling liquid of the internal combustion engine is removed via a connection in the two water rails of the cylinder crankcase, not shown (A and B bench).
  • Figure 5 shows a section through the cover 1 of the internal combustion engine with all the associated media-carrying channels 5, which are integrated in the cover 1 and opened service flap 12.
  • a V-space cover 1 in which a coolant flow-through module is integrated for cooling a regulated exhaust gas mass flow.
  • This so-called cooled exhaust gas recirculation (EGR cooler) is necessary for the fulfillment of future exhaust gas levels.
  • EGR cooler cooled exhaust gas recirculation
  • a modular exhaust gas cooler shown in Figures 1 to 4 consisting of cooler cassette 2, flutter valve 3 and EGR valve with actuator 4, space-saving, integrated with all the associated media-carrying channels 5 in a cover.
  • the cover provides all interfaces for these necessary functional components.
  • sensitive engine components for example, the in V Space settled injection system
  • the exhaust gas is supplied via at least one line 6 of the exhaust gas turbocharger console 7, the gas outlet takes place per cylinder bank via a plug connection 8 in the suction pipes.
  • the hood is supplied with coolant through plug-in connections 9.
  • the coolant is removed via a connection in the two water manifolds of the cylinder crankcase (A and B bank).
  • the connection also takes place via plug-in pieces 9 to the thermostat housing 10, which are also located in the V-space of the internal combustion engine.
  • the assembly costs are low.
  • the hood is fitted with all the necessary connections using the "plug and play" method above the V-space on the suction pipes. As a result, the cycle times during strip assembly are advantageously reduced as well.
  • An integration of the motor thermostats 1 1 in the channel guide of the cover is possible. As a result, a further summary of components arises.
  • the hood is provided with a service flap 12 to ensure the accessibility of the components in the V-space and to facilitate easy component inspection / maintenance. Due to the plug-in system of the connections, the hood is easy to remove in case of service. For system ventilation bleed screws 13 are provided.
  • the design allows maintaining the existing box dimensions of the engine. This allows the maintenance of existing installation space for the engine in the unit with regard to upcoming emission levels.

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Abstract

Beschrieben wird eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine mit V-förmig angeordneten Zylinderreihen, mit Kraftstoffeinspritzsystem, mit Abgasrückführung und wenigstens einer Abdeckhaube (1) zum Abdecken des V-Raums, wobei die Abdeckhaube wenigstens einen Abgasrückführungskühler (2), wenigstens ein Flatterventil (3), wenigstens ein Abgasrückführ(AGR)-Ventil (4) sowie die korrespondierenden medienführenden Kanäle (5) umfasst.

Description

Brennkraftmaschine
B E S C H R E I B U N G
Die Erfindung betrifft eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine mit V-förmig angeordneten Zylinderreihen.
Derartige Brennkraftmaschinen sind bekannt, z. B. aus der Patentschrift DE 1 81 1 713. Offenbart wird hier eine wassergekühlte Hubkolbenbrenn- kraftmaschine mit V-Anordnung der Zylinderreihen, bei der in dem von den Zylinderreihen begrenzten Y-Raum eine Brennstoffeinspritzpumpe vorgesehen ist und sich an der Stirnseite dieses Raumes ein Axial-Kühlluftgebläse befindet, wobei das Axial-Kühlluftgebläse zwei im Bereich der oberen Be- grenzung des V-Raumes angeordnete flache, längs der Zylinderreihen horizontal verlaufende Wasserkühler beaufschlagt, wobei die Wasserkühler den zwischen den Zylinderreihen liegenden V-förmigen Raum nach oben hin begrenzen und in der Mitte so weit voneinander abstehen, dass die Brennstoffeinspritzpumpe durch die mit einem Abdeckblech verschließbare Öffnung leicht zugänglich ist.
Weiter ist aus der DE 197 36 500 A1 eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine mit V-förmig angeordneten Zylinderreihen, mit Abgasrückführung und mit einem im V-Raum vorgesehenen Luftzuführungsgehäuse sowie mit mindestens einem Wärmetauscher, ferner mit einem jeder Zylinderreihe zugeordneten Abgasturbolader bekannt, bei der zusätzlich zu dem Luftzuführungsgehäuse ein Wärmetauscher als Ölkühler und ein weiterer Wärmetauscher als Abgasrückführungskühler im V-Raum der Brennkraftmaschine eingesetzt sind. Daran ist nachteilig, dass die Platzverhältnisse im Motorraum nicht wirklich kompakt realisiert sind, der Montage- und Serviceaufwand entsprechend hoch sind. Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die oben genannten Nachteile zu vermeiden und einen Motorraum zu schaffen, der wirklich kompakt ist.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch eine mehrzylindrige Brennkraft- maschine mit V-förmig angeordneten Zylinderreihen, mit Kraftstoffeinspritzsystem, mit Abgasrückführung und wenigstens einer Abdeckhaube zum Abdecken des V-Raums gelöst, umfassend wenigstens einen Abgasrückführungskühler, wenigstens ein Flatterventil, wenigstens ein Abgasrückführ (AGR)-Ventil sowie die korrespondierenden medienführenden Kanäle. Hier- bei ist von Vorteil, dass der Bauraum im Motorraum wirklich vollständig belegt wird, bei gleichzeitiger Montage- und Servicevereinfachung.
Eine erfindungsgemäße Weiterbildung sieht vor, dass der Abgasrückführungskühler am Wasserkreislauf der Brennkraftmaschine angeschlossen ist. Die Vorteile liegen in der Verwertung eines bereits vorhandenen Kühlmediums, was zu einer gleichzeitigen Montage- und Servicevereinfachung führt.
Eine weitere erfindungsgemäße Weiterbildung sieht vor, dass das Hoch- druck-Kraftstoffeinspritzsystem im V-Raum angeordnet ist. Die Anordnung des mittlerweile mit bis zu 2000 bar Überdruck beaufschlagten Common- Rail-Systems unter der Abdeckhaube im V-Raum bietet neben der Bauraumverdichtung zusätzlich Vorteile bei Fragen der Sicherheit, da die Abdeckhaube im Falle einer Leckage die Betreiber vor Verletzungen schützen kann.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnungen. Es zeigen:
Figur 1 eine Draufsicht der Abdeckhaube der Brennkraftmaschine Figur 2 eine Darstellung der Abdeckhaube auf der Brennkraftmaschine über dem Thermostatgehäuse
Figur 3 eine Darstellung der Abdeckhaube auf der Brennkraftmaschine mit AGR-Ventil mit Stellmotor
Figur 4 eine Darstellung der Abdeckhaube der Brennkraftmaschine von unten
Figur 5 einen Schnitt durch die Abdeckhaube der Brennkraftmaschine.
Figur 1 zeigt eine Draufsicht der Abdeckhaube 1 der Brennkraftmaschine. Die Abdeckhaube 1 ist mit einer Serviceklappe 12 versehen, um die Zu- gänglichkeit der Bauteile im V-Raum der Brennkraftmaschine zu gewährleisten und die Bauteilkontrolle bzw. die Wartung leicht zu ermöglichen. Aufgrund des erfindungsgemäßen Stecksystems der Anschlüsse ist die Abdeckhaube 1 im Servicefall einfach zu entfernen. Zur Systementlüftung sind Entlüftungsschrauben 13 vorgesehen.
In Figur 2 ist eine Darstellung der Abdeckhaube auf der Brennkraftmaschine über dem Thermostatgehäuse 10 mit geöffneter Serviceklappe 12 zu sehen. Figur 3 offenbart eine Darstellung der Abdeckhaube auf der Brennkraftmaschine mit AGR-Ventil mit Stellmotor 4, bei der die Abgaszuführung über eine Leitung 6 von der Abgasturboladerkonsole 7 erfolgt.
In Figur 4 wird die Abdeckhaube der Brennkraftmaschine von unten darge- stellt. Der modular aufgebaute Abgaskühler besteht aus Kühlerkassette 2, Flatterventil 3 und AGR-Ventil mit Stellmotor 4, siehe Figur 3, die platzsparend und mit allen dazugehörenden medienführenden Kanälen 5, siehe Figur 5, in einer Abdeckhaube integriert sind. Die Abdeckhaube 1 stellt alle Schnittstellen für diese notwendigen Funktionskomponenten zur Verfü- gung. Zusätzlich wird auf diese Weise die Funktion des Trittschutzes bzw. des Schutzes vor Umwelteinflüssen sensibler Motorkomponenten im V- Raum inklusive des angesiedelten Einspritzsystems bei Dieselmotoren durch die Abdeckhaube 1 realisiert. Die Abgaszuführung erfolgt nach Figur 3 über eine Leitung 6 von der Abgasturboladerkonsole 7, der Gasaustritt erfolgt je Zylinderbank über eine Steckverbindung 8 in die Saugrohre. Die Kühlmittelversorgung der Haube erfolgt durch Steckstückanschlüsse 9. Über eine Verbindung in den beiden Wasserleisten des Zylinderkurbelgehäuses, nicht dargestellt, (A- und B-Bank) wird die Kühlflüssigkeit der Brennkraftmaschine entnommen.
Figur 5 zeigt einen Schnitt durch die Abdeckhaube 1 der Brennkraftmaschine mit allen dazugehörenden medienführenden Kanälen 5, die in der Abdeckhaube 1 integriert sind und geöffneter Serviceklappe 12. Durch die In- tegration der Motorthermostate 1 1 in die Kanalführung der Abdeckhaube 1 erfolgt vorteilhafterweise eine weitere Zusammenfassung von Bauteilen und somit eine weitere Verdichtung des Bauraums der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine. Durch die Integration des Thermostatgehäuses in die Kanalführung der Abdeckhaube 1 erfolgt vorteilhafterweise eine weitere Zusammenfassung von Bauteilen und somit eine weitere Verdichtung des Bauraums der erfindungsgemäßen Brenn kraftmaschine.
Zur Verbesserung der Bauraumproblematik bei V-Motoren, wird eine V- Raum-Abdeckhaube 1 beschrieben, in die zur Kühlung eines geregelten Abgasmassenstromes ein Kühlmittel durchströmtes Modul integriert ist. Diese sogenannte gekühlte Abgasrückführung (AGR-Kühler) ist für die Erfüllung kommender Abgasstufen notwendig. Erfindungsgemäß wird ein in den Figuren 1 bis 4 dargestellter, modular aufgebauter Abgaskühler, bestehend aus Kühlerkassette 2, Flatterventil 3 und AGR-Ventil mit Stellmotor 4, platzsparend, mit allen dazugehörenden medienführenden Kanälen 5 in einer Abdeckhaube integriert. Die Abdeckhaube stellt alle Schnittstellen für diese notwendigen Funktionskomponenten zur Verfügung. Zusätzlich wird auf diese Weise, die Funktion des Trittschutzes bzw. des Schutzes vor Umwelteinflüssen, sensibler Motorkomponenten (beispielsweise des im V- Raum angesiedelten Einspritzsystems) bei Dieselmotoren durch die Abdeckhaube 1 realisiert. Die Abgaszuführung erfolgt über mindestens eine Leitung 6 von Abgasturboladerkonsole 7, der Gasaustritt erfolgt je Zylinderbank über eine Steckverbindung 8 in die Saugrohre. Die Kühlmittelversor- gung der Haube erfolgt durch Steckstückanschlüsse 9. Über eine Verbindung in den beiden Wasserleisten des Zylinderkurbelgehäuses (A- und B- Bank) wird die Kühlflüssigkeit entnommen. Zur Rückführung des Kühlmittels erfolgt der Anschluss ebenfalls über Steckstücke 9 an das Thermostatgehäuse 10, die ebenfalls im V-Raum der Brennkraftmaschine angesiedelt sind. Mit dieser Art der Kühlmittelführung kann das Warmlaufverhalten des Motors positiv beeinflusst werden. Der Montageaufwand ist gering. Die Haube wird mit allen nötigen Anschlüssen nach der Methode "plug and play" oberhalb des V-Raums auf den Saugrohren angebracht. Hierdurch werden vorteilhafterweise auch die Taktzeiten bei der Bandmontage verrin- gert. Eine Integration der Motorthermostate 1 1 in die Kanalführung der Abdeckhaube ist möglich. Resultierend hieraus entsteht eine weitere Zusammenfassung von Bauteilen.
Die Haube ist mit einer Serviceklappe 12 versehen, um die Zugänglichkeit der Bauteile im V-Raum zu gewährleisten und die Bauteilkontrolle/Wartung leicht zu ermöglichen. Aufgrund des Stecksystems der Anschlüsse ist die Haube im Servicefall einfach zu entfernen. Zur Systementlüftung sind Entlüftungsschrauben 13 vorgesehen. Die Konstruktion erlaubt das Beibehalten der bestehenden Kastenmaße des Motors. Dies ermöglicht die Erhaltung bestehender Einbauräume für den Motor im Gerät im Hinblick auf kommende Abgasstufen. Bezugszeichen
1 Abdeckhaube
2 Kühler(-kassette)
3 Flatterventil
4 AGR-Ventil mit Stellmotor
5 medienführende Kanäle
6 Abgaszuführungsleitung
7 Abgasturboladerkonsole
8 Steckverbindung
9 Steckstück (Kühlmittel) (A- und B-Bank)
10 Thermostatgehäuse
1 1 Motorthermostate
12 Serviceklappe
13 Entlüftungsschrauben

Claims

Brennkraftmaschine A N S P R Ü C H E
1 . Mehrzylindrige Brennkraftmaschine mit V-förmig angeordneten Zylinderreihen, mit Kraftstoffeinspritzsystem, mit Abgasrückführung und wenigstens einer Abdeckhaube (1 ) zum Abdecken des V-Raums, umfassend wenigstens einen Abgasrückführungskühler (2), wenigstens ein Flatterventil (3), wenigstens ein Abgasrückführ(AGR)-Ventil (4) sowie die korrespondierenden medienführenden Kanäle (5).
2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass Abgasrückführungskühler (2) am Wasser- kreislauf der Brennkraftmaschine angeschlossen ist.
3. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftstoffeinspritzsystem im V-Raum angeordnet ist.
4. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgaszuführung mittels mindestens einer Leitung (6) von der Abgasturboladerkonsole (7) aus erfolgt.
5. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasaustritt je Zylinderbank mittels Steckverbindung (8) erfolgt.
EP14718321.4A 2013-04-27 2014-04-02 Brennkraftmaschine Withdrawn EP3004618A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

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DE102013007376.6A DE102013007376A1 (de) 2013-04-27 2013-04-27 Brennkraftmaschine
PCT/EP2014/000880 WO2014173492A1 (de) 2013-04-27 2014-04-02 Brennkraftmaschine

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